本文介紹高并發搶紅包系統中，必不可少的紅包隨機金額生成算法。

假定我們采用預生成方式（相對的還有實時生成，如微信紅包），算法的輸入和輸出如下：

• 給定總金額M和總人數N，采用某種算法生成紅包隨機金額列表

算法要求：

• 隨機金額列表的金額之和，不能超也不能少，恰好等于總金額M
• 每個人至少搶到1分錢
• 所有人搶到金額的幾率是相等的，不能有些人搶到金額的幾率大，而有些人搶不到紅包的幾率大

紅包隨機金額生成算法通常采用二倍均值法，如下是該算法的簡介：

• 剩余總金額M/剩余總人數N，將結果*2得到邊界值E，然后在(0,E)之間得到一個隨機數R，R就是要求的隨機金額
• 將剩余金額進去此時生成的隨機金額R，將剩余人數減1
• 循環執行上述操作，直到剩余人數為0
• 這里要確保生成的所有隨機金額之和，要等于一開始的總金額

如果還想將生成的隨機金額列表再隨機一點，可以再進行打散：

• 因為二倍均值法的算法本質，通常生成的第一個金額會偏大，生成的最后一個金額會偏小。舉個例子，100分錢，5個人分，第一個隨機金額在[1分,40)區間生成，極端情況下可以獲取39分錢。如果前面的人正好瓜分了99分錢，那么最后一個人只能得到1分錢。因此對這種情況有避諱的話可以再打散
• 如何打散？可以針對每個隨機金額生成一個排序值，然后按排序值從小到大或從大到小排序都可以，排序后的隨機金額列表就更具有隨機性了

我們將金額單位設為分，這樣的話發紅包的總金額和每個人搶到的紅包金額都可以精確到1分錢；金額變量整數形式（用元做單位就要用小數了，小數在做計算時容易丟失精度），且確保搶到紅包的人至少搶到一分錢。

下面是算法實現。

package com.bobo.springbootredpacket.util;import com.bobo.springbootredpacket.exception.RedpacketException; import java.util.List; import java.util.Random; import java.util.TreeMap; import java.util.stream.Collectors;public class RedpacketUtil {/*** 分紅包算法：二倍均值法* @param amount 紅包總金額，單位為分* @param total 總人數* @return 隨機金額數組*/public static List<Integer> splitRedpacket(int amount,int total){// 總金額不能小于總人數（即每人至少一分錢），總人數不能少于1人if(amount < total || total < 1){throw new RedpacketException("總金額不能小于總人數（即每人至少一分錢），總人數不能少于1人");}// 隨機金額數組int[] amountArr = new int[total];// 隨機數生成器Random random = new Random();// 剩余金額和剩余人數int residualAmount = amount;int residualTotal = total;// 總共生成total-1個隨機金額for (int i = 0;i < total-1;i++){// 金額除以總人數int max = (residualAmount/residualTotal)*2;// 本次生成的隨機金額，區間：[1,max)，不能包含maxint randomAmount = random.nextInt(max-1)+1;amountArr[i] = randomAmount;// 剩余金額減少，剩余人數減1residualAmount -= randomAmount;residualTotal --;}// 為確保紅包正好分完，最后一個人的隨機金額就是剩余金額amountArr[amountArr.length-1] = residualAmount;// 再將生成的隨機金額打散：對每個隨機金額 對應 生成一個隨機數字，然后將這些隨機數字排序TreeMap<Integer, Integer> map = new TreeMap<>();// 表示第i個隨機金額int i = 0;while (map.size() < total){int maxSortNum = random.nextInt(total * 2)+1;if(map.containsKey(maxSortNum)){continue;}map.put(maxSortNum,i);i++;}// 校驗if(map.size() != total){throw new RedpacketException("生成的排序號個數不等于總人數");}// 替換List<Integer> amountList = map.values().stream().map(e -> amountArr[e]).collect(Collectors.toList());return amountList;} }

單測：

@Test public void test(){// 100元，10個人分List<Integer> amounts = RedpacketUtil.splitRedpacket(10000, 10);int sum = 0;for (int amount : amounts) {sum += amount;System.out.println((double) amount/100+"元");}System.out.println("搶到的紅包金額之和："+(double)sum/100+"元"); }

單測結果：

12.77元 16.9元 3.08元 11.43元 14.96元 3.85元 6.15元 4.51元 20.07元 6.28元 搶到的紅包金額之和：100.0元

總結

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